Google
Câu hỏi: Điện phân dung dịch X gồm CuSO4 và KCl với điện cực trơ, màng ngăn xốp, cường độ dòng điện không đổi $I=2A$. Sau 4825 giây, thu được dung dịch Y (vẫn còn màu xanh) và 0,04 mol hỗn hợp khí ở anot. Biết Y tác dụng tối đa với 0,06 mol KOH trong dung dịch. Mặt khác, nếu điện phân X trong thời gian t giây thì thu được 0,09 mol hỗn hợp khí ở hai điện cực. Giả thiết hiệu suất điện phân là 100%, các khí sinh ra không tan trong nước và nước không bay hơi trong quá trình điện phân. Giá trị của t là
A. 5790.
B. 8685.
C. 9650.
D. 6755.
A. 5790.
B. 8685.
C. 9650.
D. 6755.
$n=\dfrac{It}{F}=0,1 mol$
Dung dịch Y vẫn còn màu xanh $\to C{{u}^{2+}}$ dư.
Catot:
$\begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}+2e\to Cu \\
& 0,1\to 0,05 mol \\
\end{aligned} $
Anot:
$ \begin{aligned}
& 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\
& 2{{H}_{2}}O\to {{O}_{2}}+4{{H}^{-}}+4e \\
\end{aligned}$
Gọi số mol của Cl2 và O2 lần lượt là x, y mol.
$\to x+y=0,04(*)$
Ta có: $n{_{e}}=2x+4y=0,1 mol(**)$
Từ (*) và (**) suy ra: $x=0,03; y=0,01$
Dung dịch Y chứa: $C{{u}^{2+}}$ dư, ${{H}^{+}}$ (0,04 mol)
Ta có: ${{n}_{KOH}}={{n}_{{{H}^{+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}d\ddot{o}}}\to {{n}_{C{{u}^{2+}}d\ddot{o}}}=\dfrac{0,06-0,04}{2}=0,01 mol$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=0,05+0,01=0,06 mol$
Xét thời gian là t giây:
Catot:
$\begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}+2e\to Cu \\
& 2{{H}_{2}}O+2e\to {{H}_{2}}+2O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} $
Anot:
$ \begin{aligned}
& 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\
& 2{{H}_{2}}O\to {{O}_{2}}+4{{H}^{-}}+4e \\
\end{aligned}$
Gọi số mol của H2 và O2 lần lượt là a, b mol
$\to a+b+0,03=0,09 (1)$
Bảo toàn electron: $2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}$
$\to 2a-4b=2.0,03-2.0,06=-0,06 (2)$
Từ (1) và (2) suy ra: $a=b=0,03$
Do đó, ${{n}_{e}}=2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2.0,06+2.0,03=0,18 mol$
Mà ${{n}_{e}}=\dfrac{It}{F}\to t=\dfrac{0,18.96500}{2}=8685$ giây
Dung dịch Y vẫn còn màu xanh $\to C{{u}^{2+}}$ dư.
Catot:
$\begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}+2e\to Cu \\
& 0,1\to 0,05 mol \\
\end{aligned} $
Anot:
$ \begin{aligned}
& 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\
& 2{{H}_{2}}O\to {{O}_{2}}+4{{H}^{-}}+4e \\
\end{aligned}$
Gọi số mol của Cl2 và O2 lần lượt là x, y mol.
$\to x+y=0,04(*)$
Ta có: $n{_{e}}=2x+4y=0,1 mol(**)$
Từ (*) và (**) suy ra: $x=0,03; y=0,01$
Dung dịch Y chứa: $C{{u}^{2+}}$ dư, ${{H}^{+}}$ (0,04 mol)
Ta có: ${{n}_{KOH}}={{n}_{{{H}^{+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}d\ddot{o}}}\to {{n}_{C{{u}^{2+}}d\ddot{o}}}=\dfrac{0,06-0,04}{2}=0,01 mol$
$\to {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=0,05+0,01=0,06 mol$
Xét thời gian là t giây:
Catot:
$\begin{aligned}
& C{{u}^{2+}}+2e\to Cu \\
& 2{{H}_{2}}O+2e\to {{H}_{2}}+2O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} $
Anot:
$ \begin{aligned}
& 2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e \\
& 2{{H}_{2}}O\to {{O}_{2}}+4{{H}^{-}}+4e \\
\end{aligned}$
Gọi số mol của H2 và O2 lần lượt là a, b mol
$\to a+b+0,03=0,09 (1)$
Bảo toàn electron: $2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2{{n}_{C{{l}_{2}}}}+4{{n}_{{{O}_{2}}}}$
$\to 2a-4b=2.0,03-2.0,06=-0,06 (2)$
Từ (1) và (2) suy ra: $a=b=0,03$
Do đó, ${{n}_{e}}=2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}=2.0,06+2.0,03=0,18 mol$
Mà ${{n}_{e}}=\dfrac{It}{F}\to t=\dfrac{0,18.96500}{2}=8685$ giây
Đáp án B.